JPH094900A

JPH094900A - ＴｉＯ２の光触媒作用を利用したレンジフード

Info

Publication number: JPH094900A
Application number: JP7176858A
Authority: JP
Inventors: Setsuko Koura; 節子小浦; Katsuhisa Osaki; 勝久大崎; Shinichi Kamoshita; 真一鴨志田; Kazuo Umeda; 和雄梅田
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1995-06-20
Filing date: 1995-06-20
Publication date: 1997-01-10

Abstract

(57)【要約】【目的】油分解機能をもったレンジフードを提供す
る。【構成】内面にＴｉＯ₂ コーティングが施されたフー
ドケース１に、表面にＴｉＯ₂ コーティングが施された
ファン２を収容し、ＴｉＯ₂ を担持したセラミックスフ
ィルター３をファン２の手前に配置する。セラミックス
フィルター３には、光源４から紫外線が放射される。光
源４は、必要に応じて反射板５と共に、調理時にはセラ
ミックスフィルター３から離間し、油分解時にはセラミ
ックスフィルター３に近接するように、フードケース１
に設けられている。【効果】フードケース１，ファン２，セラミックスフ
ィルター３に付着している油がＴｉＯ₂ の光触媒作用で
分解されるため、クリーニングの必要なく、長期間にわ
たってレンジフードが清潔に保たれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セルフクリーニング機
能を呈するＴｉＯ₂ コーティングを施したレンジフード
に関する。

【０００２】

【従来の技術】厨房等には、快適な居住空間を維持する
ため、レンジで発生した煙を外部に放出させるレンジフ
ードが設けられている。しかし、従来のレンジフード
は、油付着等の汚れが除去し難い。また、排気口や周辺
の壁に付着した油等の汚れは、建築物の外観を極端に悪
化する。このような油汚れ等を防止するため、レンジフ
ードにフィルターが組み込まれている。しかし、金属フ
ィルターを使用するレンジフードは、浮遊する油の付着
効率が低く、フィルター表面に溜った油が徐々に垂れて
くることも欠点となる。そこで、最近では、使い捨ての
フィルターとして、セラミックペーパ等を金属フィルタ
ーの表面に取り付けたものが使用されるようになってき
ている。しかしながら、依然としてフィルターを通過す
る油があることは避けられない。フィルターを通過した
油は、複雑な内部構造をもつレンジフードの箱内面やフ
ァン等に付着する。付着油の拭取りを容易にするため、
フッ素樹脂コーティングを内面に施したレンジフードも
使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】セラミックペーパ等の
フィルターとしては、風量低下を引き起こさないように
目の粗いものが必要とされる。しかし、目の粗いフィル
ターは、飛翔している油を捕捉する効率が低い。また、
使い捨てであることから、フィルターの交換に手数が掛
かり、コスト高にもなる。また、フィルターを通過して
レンジフードの箱内面やファンに付着した油は、複雑な
内部構造のため掃除が非常に難しく、内部に残留しがち
になる。本発明は、このような問題を解消すべく案出さ
れたものであり、付着油を分解する機能をもつＴｉＯ₂
をコーティングすることにより、長期間にわたって清潔
な状態に維持されるレンジフードを提供することを目的
とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明のレンジフード
は、その目的を達成するため、内面にＴｉＯ₂ コーティ
ングが施されたフードケースと、該フードケースに収容
され、表面にＴｉＯ₂ コーティングが施されたファン
と、該ファンの手前に配置され、ＴｉＯ₂ を担持したセ
ラミックスフィルターと、該セラミックスフィルターに
紫外線を照射する光源とを備え、調理時には前記セラミ
ックスフィルターから離間し、油分解時には前記セラミ
ックスフィルターに近接するように、前記光源が移動可
能に前記フードケースに設けられていることを特徴とす
る。紫外線の照射効率を高めるためには、光源を中心と
してセラミックスフィルターの反対側の位置で、光源の
近傍に反射板を配置することが好ましい。この反射板
は、フードケースに揺動可能に設けた前面パネルに組み
込むことができる。或いは、引出しに光源及び反射板を
設け、引出しを押し込むことによって光源及び反射板を
セラミックスフィルターに臨ませることも可能である。
また、ＴｉＯ₂を担持したセラミックスフィルターに代
え、ＴｉＯ₂ コーティングした金属フィルターを使用す
ることもできる。

【０００５】

【作用】ＴｉＯ₂ 粉末に紫外線を照射するとき、原油や
サラダ油等が分解される。ＴｉＯ₂ の分解作用は、詳細
なメカニズムが明らかではないが、次のように推察され
る。紫外線の照射によってＴｉＯ₂ の価電子帯の電子が
エネルギーを吸収して伝導帯に励起され、そこで酸素と
反応して活性の高いＯラジカル，Ｏ₂ ^-等が発生する。一
方、電子の励起により価電子帯に生じた正孔は、触媒表
面に吸着されている水分からの水酸基（−ＯＨ）と反応
し、ＯＨ^- ラジカルを発生させる。これらの活性ラジカ
ルが油分と反応し、効率よく油分を分解する。本発明で
は、この挙動を利用して紫外線照射で活性化させたＴｉ
Ｏ₂ によりレンジフードに付着した油分を分解すること
を種々研究した。その結果、ＴｉＯ₂を担持した金属又
はセラミックス質のフィルターをレンジフード用フィル
ターとして、ＴｉＯ₂ コーティングした金属板をレンジ
フードのケースやファンの外板として使用するとき、油
分解機能のあるセルフクリーニング作用を呈するレンジ
フードが得られる。

【０００６】また、油分解量は紫外線強度に比例して増
大することから、反射率の高い反射板を使用するとき、
同一光源を使用しても紫外線強度を向上させることがで
きる。具体的には、仕上げによって４０〜８０％の反射
率を示すＡｌコーティング鋼板を使用するとき、高い紫
外線強度でＴｉＯ₂ が照射され、効率よく油分が分解さ
れる。本発明においては、光触媒作用を呈するＴｉＯ₂
を担持したセラミックスフィルターを使用している。Ｔ
ｉＯ₂ に紫外線を照射すると、調理時に発生した油やフ
ィルター表面に付着している油が分解し、ＣＯ，ＣＯ
₂ ，Ｈ₂ Ｏ，Ｈ₂ 等として除去される。ＴｉＯ₂ として
は、ルチル，アナターゼ，ブルッカイト等の何れも使用
可能であるが、なかでもアナターゼ型のＴｉＯ₂ が好ま
しい。ＴｉＯ₂ コーティングに紫外線を照射する光源と
しては、低圧水銀灯や高圧水銀灯等が使用される。

【０００７】ＴｉＯ₂ を担持させるフィルターは、特に
材質が制約されるものではなく、種々のセラミックスフ
ィルターが使用される。ただし、アクリル樹脂をバイン
ダーとしたセラミックスフィルターは紫外線照射時に紫
外線によって劣化する傾向があることから、耐紫外線性
に優れた尿素樹脂をバインダーとして使用することが好
ましい。尿素樹脂をバインダーとするセラミックスフィ
ルターは、長期間にわたって優れた性能を維持する。セ
ラミックスフィルターをＴｉＯ₂ 粉末分散液又はゾルに
浸漬し、乾燥させることによって、ＴｉＯ₂ が担持され
る。ＴｉＯ₂ の担持量は、フィルターの表面積を基準と
して１〜２００ｇ／ｍ² の範囲で選定される。担持量が
１ｇ／ｍ² に満たないと、紫外線照射によってもＴｉＯ
₂ の油分解作用がほとんど発現されない。逆に、２００
ｇ／ｍ² を超える担持量では、フィルターの目詰まりが
生じ易く、圧損によるレンジフードの風速を低下させる
原因になる。

【０００８】フィルターを通過した微量の油は、レンジ
フードの内面壁やファンに付着する。特にこの部分は掃
除のしにくい箇所であるため、表面にＴｉＯ₂ コーティ
ングを施した金属板を使用することが必要である。この
場合のコーティング法としては、ゾル−ゲル法，泳動電
着法，溶射，蒸着，スパッタリング等が採用される。た
だし、コーティングされたＴｉＯ₂ が油分解能の高いア
ナターゼ型となるように、コーティング条件を設定する
ことが有効である。金属板としては、普通鋼，ステンレ
ス鋼，めっき鋼板，塗装鋼板等が使用される。特に、Ａ
ｌめっきを施した鋼板は、ＴｉＯ₂ に照射した紫外線が
全て吸収されずに金属板表面に達しても、紫外線を効率
よく反射して油分解能を向上させる作用を呈する。この
金属板の表面に、所定の油分解能を得るため０．３〜２
０μｍの膜厚でＴｉＯ₂ コーティング層が形成される。
ＴｉＯ₂ コーティング層が０．３μｍより薄いと、十分
な油分解効率が得られない。しかし、２０μｍを超える
厚いＴｉＯ₂ コーティング層では、ＴｉＯ₂ の油分解能
が飽和するばかりでなく、形成されたコーティング層が
金属板から剥離し易くなる。

【０００９】本発明では、このようにしてＴｉＯ₂ を担
持したセラミックスフィルターやＴｉＯ₂ コーティング
した金属板を使用してレンジフードを組み立てる。具体
的には、図１に示すように、レンジフードのケース１
を、内面側がＴｉＯ₂ コーティングされた金属板で作製
する。ケース１の内部に、ＴｉＯ₂ コーティングしたフ
ァン２を配置する。ファン２の手前位置でケース１の前
方開口部に、ＴｉＯ₂ を担持した尿素樹脂をバインダー
とするセラミックスフィルター３を配置する。紫外線を
照射する光源４をセラミックスフィルター３に対向さ
せ、必要に応じて光源４からの照射効率を向上させる反
射板５をセラミックスフィルター３とは反対側の位置に
配置する。光源４及び反射板５は、ケース１に対して揺
動可能に取り付けられており、調理時には図１（ａ）に
示すように前面パネル６の内面側に収容されている。付
着した油を分解するときには、図１（ｂ）に示すように
フィルター３面に接触させる。そして、光源４から紫外
線を照射し、クリーニングを開始する。これにより、人
体に有害な紫外線を浴びることなく、セラミックスフィ
ルター３に付着している油分が分解される。また、光源
４から放射した紫外線は、セラミックスフィルター３を
通過し、ケース１の内面及びファン２に付着している油
分も分解される。

【００１０】また、引出しタイプのレンジフードに対し
ては、図２に示すようにケース１の内部に設けたファン
２の手前にセラミックスフィルター３を配置する。ケー
ス１の内面及びファン２の表面には、ＴｉＯ₂ のコーテ
ィングが施されている。セラミックスフィルター３とし
ては、ＴｉＯ₂ を担持したものが使用される。紫外線照
射用の光源４をケース１の下部に設置し、その下部に反
射板５を設けている。調理時には、図２（ａ）に示すよ
うに、取っ手によりファン２をフードケース１から引き
出し、ファン２を作動可能な状態にし、発生した油煙等
をセラミックスフィルター３で捕捉する。調理後、図２
（ｂ）に示すようにファン２を押し込み、ファン２の作
動を停止すると共に、光源４からの紫外線照射を開始す
る。これによって、セラミックスフィルター３に担持さ
れたＴｉＯ₂ で油類が分解され、ケース１の内面及びフ
ァン２に付着した油類がＴｉＯ₂ コーティングで分解さ
れる。この場合にも、紫外線が外部に漏れることなく、
レンジフードが清潔な状態に回復する。

【００１１】

【実施例】各種バインダーのセラミックスフィルターを
使用し、ＴｉＯ₂ 担持量を１０ｇ／ｍ² ，油付着量を５
ｇ／ｍ² として、１５Ｗの低圧水銀灯で紫外線照射する
ことによる油分を分解した。２４時間ごとに減少した油
分を補充する条件下で、油分解を１５０時間継続した。
そして、バインダーの違いによるフィルターの清浄状態
を調査した。調査結果を、使用したバインダーの種類に
応じて表１に示す。表１から明らかなように、エポキシ
樹脂及び酢酸ビニル樹脂ではバインダーの劣化がみら
れ、セラミックスフィルターの繊維保持能力が失われ
た。これに対し、尿素樹脂をバインダーとして使用した
セラミックスフィルターでは、十分な耐久性が得られ、
長時間にわたって油分解能が持続した。

【００１２】

【００１３】実施例２：尿素樹脂をバインダーとして使
用したセラミックスフィルターについて、油付着量２０
ｇ／ｍ² ，ＵＶ強度６．２ｍＷ／ｃｍ² の条件下でＴｉ
担持量が油分解特性に及ぼす影響を調査した。調査結果
を示す表２にみられるように、ＴｉＯ₂の担持量が１〜
２００ｇ／ｍ² の範囲では油分の分解が確認され、油分
解率はＴｉＯ₂ 担持量に応じて上昇した。しかし、０．
５ｇ／ｍ² と少量のＴｉＯ₂ 担持量では、有効な油分解
が検出されなかった。他方、ＴｉＯ₂ 担持量２５０ｇ／
ｍ² のフィルターでは、担持量２００ｇ／ｍ² の場合と
同じ油分解率を示し、却ってレンジフード設置時の風圧
低下がみられた。

【００１４】

【００１５】実施例３：ファンの金属部分及びレンジフ
ードのケース内面に、種々の膜厚でＴｉＯ₂ コーティン
グを施した。そして、油付着量を１ｇ／ｍ² とし、７ｃ
ｍ離れた位置に配置した１５Ｗの低圧水銀灯から紫外線
を照射し、２４時間後の油分解率を調査した。調査結果
を、ＴｉＯ₂ コーティングの膜厚で整理して表３に示
す。表３にみられるように、ＴｉＯ₂ コーティングの膜
厚が０．３μｍに達しない場合、油分解作用が検出され
なかった。他方、膜厚が２０μｍを超えるＴｉＯ₂ コー
ティングでは、膜厚の上昇に見合った油分解率の向上が
みられなかった。このことから、油分解に有効なＴｉＯ
₂ コーティングの膜厚は、０．３〜２０μｍの範囲にあ
ることが判る。

【００１６】

【００１７】実施例４：反射板が照射効率、ひいては油
分解率に及ぼす影響を調査した。光源として１５Ｗ低圧
水銀灯を使用し、ＴｉＯ₂ 担持量１２．２ｇ／ｍ² 及び
油付着量１０ｇ／ｍ² の条件下で２４時間後の油分解率
を測定した。測定結果を、使用した反射板の種類に応じ
て表４に示す。表４にみられるように、ステンレス鋼を
反射板とした場合、鏡面仕上げでも反射板なしの場合と
油分解率がほとんど変わらなかった。これに対し、Ａｌ
箔，Ａｌ板，Ａｌコーティング鋼板等を使用した場合、
油分解効率が大幅に上昇した。これは、Ａｌ表面が高い
反射率を示し、光源からの紫外線が効率よくセラミック
スフィルターに照射されたことを示す。

【００１８】

【００１９】実施例５：レンジフードに取り付けるラン
プの種類が油分解能に及ぼす影響を調査した。ＴｉＯ₂
担持量１０ｇ／ｍ² ，油付着量１０ｇ／ｍ² の条件下
で、照射距離を７ｃｍに保ち、２４時間後の油分解率を
測定した。光源としては、それぞれ２０Ｗの可視光線を
放射する蛍光灯，波長２５４ｎｍの紫外線を出射する低
圧水銀灯及び波長３５２ｎｍの紫外線を出射する高圧水
銀灯を使用した。油分解率の測定結果を、ランプの種類
で整理して表５に示す。表５にみられるように、蛍光ラ
ンプでは光触媒反応による油分解は検出されなかった。
他方、低圧水銀灯及び高圧水銀灯を光源としたもので
は、２４時間後の油分解率がそれぞれ３３％及び２５％
と高い値を示した。

【００２０】

【００２１】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明は、Ｔｉ
Ｏ₂ の光触媒作用を活用し、レンジフードにセルフクリ
ーニング機能を付与している。すなわち、調理時に発生
する油煙を外部に排出することなくフィルターでキャッ
チし、そのフィルターに紫外線を照射することにより付
着油を分解させている。そのため、本発明に従ったレン
ジフードは、付着油を除去する掃除の必要がなく、排気
口が油類で汚染される心配もなく、長期間にわたってフ
ィルターの交換なしに使用される。また、フードケース
内部に僅かの油類が付着するが、これもＴｉＯ₂ コーテ
ィングの光触媒作用によって分解され、フード内部も清
潔に保たれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光源及び反射板を揺動可能に設けたレンジフ
ードであり、調理時の状態（ａ）及びクリーニング時の
状態（ｂ）を示す。

【図２】光源及び反射板を引出しタイプの内部に設け
たレンジフードであり、調理時の状態（ａ）及びクリー
ニング時の状態（ｂ）を示す。

【符号の説明】

１：ケース２：ファン３：セラミックスフィル
ター４：光源５：反射板６：前面パネル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者梅田和雄千葉県市川市高谷新町７番１号日新製鋼株式会社新材料研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内面にＴｉＯ₂ コーティングが施された
フードケースと、該フードケースに収容され、表面にＴ
ｉＯ₂ コーティングが施されたファンと、該ファンの手
前に配置され、ＴｉＯ₂ を担持したセラミックスフィル
ター又はＴｉＯ₂ コーティングした金属フィルターと、
該セラミックスフィルターに紫外線を照射する光源とを
備え、調理時には前記セラミックスフィルターから離間
し、油分解時には前記セラミックスフィルターに近接す
るように、前記光源が移動可能に前記フードケースに設
けられているＴｉＯ₂ の光触媒作用を利用したレンジフ
ード。
【請求項２】請求項１記載の光源を中心としてセラミ
ックスフィルターの反対側の位置で、前記光源の近傍に
反射板が配置されているレンジフード。